專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練（二）力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的應(yīng)用類型一　分析圖像1.(2024江蘇常州正衡中學(xué)一模)如圖甲所示,水平向右的推 力F將重為5 N的物體壓在豎直的墻面上,墻面足夠大且粗糙 程度相同。F的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物體運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t 的關(guān)系分別如圖乙、丙所示,則?(　　)A.在0~2 s時(shí)間內(nèi)物體做加速運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)t=1 s時(shí),物體受到的摩擦力為12 NC.物體在t=1 s時(shí)與t=5 s時(shí)受到的摩擦力大小相等D.在2~6 s時(shí)間內(nèi),物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小不變答案????C解析　由v-t圖像可知,0~2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的速度為0,物體處于 靜止?fàn)顟B(tài),2~4 s內(nèi)物體向下做加速運(yùn)動(dòng),4~6 s內(nèi),物體向下做 勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)t=1 s時(shí),物體處于靜止?fàn)顟B(tài),摩擦力與重力 是一對(duì)平衡力,大小相等,摩擦力f1=G=5 N;t=5 s時(shí),物體做勻 速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),受到的摩擦力和重力是一對(duì)平衡 力,大小相等,摩擦力f2=G=5 N,則f1=f2=5 N;2~4 s內(nèi),物體向下 做加速運(yùn)動(dòng),摩擦力小于重力;4~6 s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng), 受到的摩擦力等于重力,物體的重力不變,故在2~6 s時(shí)間內(nèi), 物體受到的滑動(dòng)摩擦力先變大后不變。2.【新課標(biāo)·模型建構(gòu)】(2023江蘇揚(yáng)州邗江期中)如圖甲所 示,張華用水平推力F推水平地面上的木箱,在此過程中,推力 F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示,木箱運(yùn)動(dòng)速度v的大 小隨時(shí)間t變化的情況如圖丙所示,則1~3 s木箱做　　　???? (選填“勻速”或“變速”)運(yùn)動(dòng);3~5 s木箱所受的滑動(dòng)摩擦 力是　　　????N,1~3 s木箱所受的滑動(dòng)摩擦力是　　????????N。變速200200解析　由v-t圖像可知,1~3 s內(nèi)木箱的速度逐漸增大,木箱做 變速運(yùn)動(dòng)。從F-t圖像可知,3~5 s內(nèi)木箱受到的推力F=200 N, 由v-t圖像可知,3~5 s木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)的摩擦力與 推力是一對(duì)平衡力,大小相等,所以摩擦力為200 N。因?yàn)閴?力大小、接觸面的粗糙程度不變,所以1~3 s木箱所受的滑動(dòng) 摩擦力等于3~5 s木箱受到的滑動(dòng)摩擦力,大小為200 N。類型二　分析力的大小或方向D解析　對(duì)A受力分析,A在水平方向上受向左的拉力F和B對(duì)A 向右的摩擦力,因?yàn)锳處于靜止?fàn)顟B(tài),則受到的這兩個(gè)力是平 衡力,大小相等,所以f1=F=10 N,A錯(cuò)誤;把A、B看成一個(gè)整體, 處于靜止?fàn)顟B(tài),受到平衡力的作用,在水平方向上受向左的拉 力F和向右的拉力F,由于兩拉力大小相等,所以整體在水平 方向上只受兩個(gè)拉力,因此地面對(duì)B沒有摩擦力,B錯(cuò)誤,D正 確;對(duì)B受力分析,B物體處于靜止?fàn)顟B(tài),在水平方向上受到兩 個(gè)力的作用,拉力F和A對(duì)它的摩擦力,C錯(cuò)誤。4.(2023四川涼山中考)如圖所示,物塊A重15 N、B重5 N,B放 在A上。用100 N的水平推力F將A壓在豎直墻上,恰能讓A和 B一起勻速下滑,A所受到的摩擦力是　　　????N。推力F保 持不變,將B拿走,在A的下方施加一個(gè)豎直向上的力F1,使物 體A恰好向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則F1的大小為　　　????N。2035解析　當(dāng)A和B一起勻速下滑時(shí),把A、B看成一個(gè)整體,處于 平衡狀態(tài),受力平衡,A所受到的摩擦力等于A、B所受重力之 和,所以摩擦力f=15 N+5 N=20 N;當(dāng)推力F保持不變時(shí),墻面 的粗糙程度不變,則A與墻面的摩擦力不變,仍為20 N,在A的 下方施加一個(gè)力F1,使物體A恰好向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),仍然 為平衡狀態(tài),即F1、A受到的重力、摩擦力三力平衡,故F1=GA +f=15 N+20 N=35 N。 5.(2023四川南充中考)如圖甲所示,各個(gè)面粗糙程度相同 的a、b兩個(gè)鐵塊疊放在水平桌面上,在水平拉力F1=10 N的 作用下,一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則a受到的摩擦力為　???? ????N;如圖乙所示,將a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2 的作用下,一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則F2=　　????N。010解析　如圖甲所示,a疊放在b上,在水平拉力F1的作用下一起 向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),a與b沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 趨勢(shì),所以a不受摩擦力,即摩擦力為0;物體b受到的拉力和摩 擦力是一對(duì)平衡力,即摩擦力大小等于拉力的大小,也為10 N,方向水平向左。如圖乙所示,若將a、b并排放在水平桌面 上,接觸面的粗糙程度不變,壓力也不變,因此滑動(dòng)摩擦力不 變,推力與滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力,推力F2的大小也為10 N。 類型三　分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)6.【新課標(biāo)·科學(xué)論證】(2024江蘇蘇州中考)如圖所示,大小適中的實(shí)心木球,球面有兩個(gè)小孔在某條直徑的兩端,兩孔在球內(nèi)相通。用一根比孔細(xì)的繩子穿過兩孔,在豎直方向上用手拉繩的兩端,球會(huì)靜止在繩上,減小拉力球會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。對(duì)此現(xiàn)象下列說法正確的是?(　　)A.球靜止時(shí),繩兩端的拉力是平衡力B.通過拉力的調(diào)節(jié),球可以勻速下滑C.繩子下端突然松手,球就勻速下滑D.通過手的運(yùn)動(dòng)和拉力調(diào)節(jié),球不可能從繩的下端移到上端B解析　球靜止時(shí),由于球受到豎直向下的重力,繩兩端的拉力 大小不相等,所以這兩個(gè)拉力不是平衡力,A錯(cuò)誤;通過拉力的 調(diào)節(jié),球可以靜止、勻速下滑或加速下滑,B正確;繩子下端突 然松手,球?qū)⒓铀傧禄?C錯(cuò)誤;手拉著繩加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí),球 可能由于慣性從繩的下端移到上端,D錯(cuò)誤。 B解析　小車向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊、彈簧也隨小車一 起做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。若小車加速運(yùn) 動(dòng),木塊與小車之間可能只是產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),而并未 發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧不會(huì)發(fā)生形變,則彈簧可能保持原來 長(zhǎng)度不變,①正確;若木塊突然壓縮彈簧,說明小車在減速,而 木塊由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以才會(huì)壓縮彈簧,② 錯(cuò)誤;若木塊受到向右的摩擦力,說明木塊向左運(yùn)動(dòng)或有向左 運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則這種情況是由于小車突然加速,而木塊由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而造成木塊向左運(yùn)動(dòng)或有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),③正確;木塊、彈簧隨小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng) 時(shí),木塊只受重力和支持力,若木塊受到三個(gè)力的作用,則說 明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,因此小車可能加速,也可能減速, ④錯(cuò)誤。8.【新課標(biāo)·模型建構(gòu)】(2024江蘇江陰期中)如圖甲所示,質(zhì) 量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí),將一重為50 N的 金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈 簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定 高度后再下落,如此反復(fù),通過安裝在彈簧下端的壓力傳感 器,測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示 (忽略空氣阻力),則?????(　　)?　?????A.0~t1時(shí)間內(nèi)小球處于平衡狀態(tài)B.t1~t2時(shí)間內(nèi)小球的速度越來越大C.t2時(shí)刻小球處于靜止?fàn)顟B(tài)D.t3時(shí)刻小球處于非平衡狀態(tài)答案????D解析　0~t1時(shí)間內(nèi),小球在重力作用下加速下降,不是平衡狀 態(tài),A錯(cuò)誤;t1~t2時(shí)間內(nèi),彈力由0到80 N,彈力先小于重力,小球 加速下落,當(dāng)彈力等于重力時(shí),小球下落速度最大,彈力大于 重力時(shí),小球減速下落至彈簧最低點(diǎn),所以小球的下落速度先 增大后減小至零,B錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,小球受到豎直向上的80 N彈 力的作用和豎直向下的50 N重力的作用,受力不平衡,速度為 零但不處于靜止?fàn)顟B(tài),C錯(cuò)誤;t3時(shí)刻,小球剛脫離彈力作用,在 重力作用下減速運(yùn)動(dòng),處于非平衡狀態(tài),D正確。 類型四　實(shí)際應(yīng)用9.(2024江蘇昆山月考)人們發(fā)現(xiàn)汽車在行駛中所受到的空氣 阻力Ff,與汽車迎風(fēng)面積S和汽車行駛速度v有關(guān)。研究人員 通過實(shí)驗(yàn)得到有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。(表1為汽車行駛速度v=2 0 m/s時(shí)空氣阻力Ff與迎風(fēng)面積S的有關(guān)數(shù)據(jù),表2為迎風(fēng)面積 S=4.0 m2時(shí)空氣阻力Ff與汽車行駛速度v的有關(guān)數(shù)據(jù))表1表2(1)由表1數(shù)據(jù)可知:汽車行駛速度一定時(shí),空氣阻力與迎風(fēng)面 積成　　　????關(guān)系。(2)表2漏填了一個(gè)數(shù)據(jù),漏填的數(shù)據(jù)應(yīng)為　　　????N。(3)根據(jù)表2可得到的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　???? 　 　　　??? ?。正比927 汽車迎風(fēng)面積一定時(shí),行駛時(shí)受到的空氣阻力與速度的平方成正比解析　(1)由表1中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)汽車行駛的速度一定,汽車迎 風(fēng)面積S增大到2倍時(shí),汽車所受空氣阻力增大到2倍;汽車迎 風(fēng)面積S增大到3倍時(shí),汽車所受空氣阻力增大到3倍;汽車迎 風(fēng)面積S增大到4倍時(shí),汽車所受空氣阻力增大到4倍。所以 可得出結(jié)論:當(dāng)汽車行駛的速度一定時(shí),汽車所受空氣阻力與 汽車迎風(fēng)面積成正比。(2)由表2中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)迎風(fēng)面積一 定時(shí),汽車行駛速度增大到2倍時(shí),汽車所受空氣阻力增大到4 倍;汽車行駛速度增大到4倍時(shí),汽車所受空氣阻力增大到16倍;所以當(dāng)汽車行駛速度增大到3倍時(shí),汽車所受空氣阻力增大到9倍,所以缺少的數(shù)據(jù)為103 N×9=927 N。(3)由表2中數(shù) 據(jù)可知,汽車行駛時(shí)受到的空氣阻力與速度的平方的比值不 變,可得出結(jié)論:當(dāng)汽車迎風(fēng)面積一定時(shí),行駛時(shí)所受的空氣 阻力與速度的平方成正比。10.【新中考·創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)】(2024江蘇如皋月考)如圖甲所示,是 生活中常見的膨脹螺栓,按照?qǐng)D乙所示的方法安裝好膨脹螺 栓,下方掛很重的吊扇也不脫落。(g取10 N/kg)(1)螺栓安裝前如果不清理墻孔中松軟的砂石,會(huì)導(dǎo)致螺栓松 動(dòng),原因是螺栓與砂石間可能會(huì)產(chǎn)生　　　????(選填“滾動(dòng)” “滑動(dòng)”或“靜”)摩擦,這種情況會(huì)導(dǎo)致螺栓與墻體間的摩 擦力大大減小;吊扇在工作時(shí)對(duì)屋頂?shù)睦Α　　????(選填 “大于”“等于”或“小于”)吊扇的重力。(2)膨脹管與墻孔間的摩擦力f與壓力F之間的關(guān)系近似為f= 0.4F,若不考慮膨脹螺栓所在的墻孔發(fā)生形變,要螺栓吊起10 kg重物,膨脹管與墻孔間的壓力至少要達(dá)到　　　????N。滾動(dòng)小于250(3)在物理學(xué)中,兩個(gè)物體間的滑動(dòng)摩擦力f與壓力F的關(guān)系為f=μF,μ稱為這兩個(gè)接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。圖丙所示實(shí)驗(yàn) 中,木塊重為5 N,木板重為10 N,木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 大小為0.2,木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為0.3,若用拉 力F將木板勻速抽出,則測(cè)力計(jì)的示數(shù)是　　　????N,拉力F= 　　　????N。15.5解析　(1)螺栓安裝前如果不清理墻孔中松軟的砂石,會(huì)導(dǎo)致 螺栓松動(dòng),此時(shí)砂石與螺栓之間的摩擦是滾動(dòng)摩擦,同等情況 下,滾動(dòng)摩擦力要小于滑動(dòng)摩擦力。吊扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),扇葉對(duì)空氣 施加了一個(gè)向下的力,由于物體間力的作用是相互的,空氣對(duì) 扇葉施加了一個(gè)向上的反作用力,吊扇在工作時(shí)對(duì)屋頂?shù)睦?力小于吊扇的重力。(2)螺栓吊起10 kg重物時(shí)受到的拉力等 于該物體的重力,即F拉=G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N,螺栓處 于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮螺栓的重力,螺栓受到豎直向下的拉力、豎直向上的摩擦力的作用,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,大小相等,則f=F拉=100 N,膨脹管與墻孔間的摩擦力f與壓力F之間的 關(guān)系近似為f=0.4F,則F=?=?=250 N。(3)在圖丙所示實(shí)驗(yàn)中,木塊重為5 N,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力f1=5 N×0.2=1 N, 木塊受到的拉力與滑動(dòng)摩擦力二力平衡,測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1 N,所受滑動(dòng)摩擦力方向水平向右,根據(jù)力的作用是相互的,木 板受到木塊施加的滑動(dòng)摩擦力方向水平向左,已知木板對(duì)地面的壓力F壓=10 N+5 N=15 N,木板與地面之間的摩擦力f2=15 N×0.3=4.5 N,且方向水平向左,若用拉力F將木板勻速抽出,根據(jù)力的平衡條件可知,拉力F=4.5 N+1 N=5.5 N。類型五　應(yīng)用計(jì)算11.【新特色·現(xiàn)代科技】(2024江蘇蘇州振華中學(xué)校期中改編)設(shè)計(jì)師從螞蟻身上得到啟示,設(shè)計(jì)出了“都市螞蟻”概念車,這款概念車小巧實(shí)用,有利于緩解城市交通擁堵。(g取10 N/kg)(1)若這款車質(zhì)量為450 kg,駕駛員質(zhì)量為65 kg,車靜止在水 平地面上,地面對(duì)車的支持力是多少?(2)若地面對(duì)車的摩擦力是總重力的0.1倍,則這款車在水平 公路上勻速直線行駛時(shí),此車受到的牽引力是多少?解析　(1)車和人受到的總重力G=mg=(450 kg+65 kg)×10 N/ kg=5 150 N,車靜止在水平地面上,地面對(duì)車的支持力與車和 駕駛員的總重力二力平衡,大小相等,則支持力F支=G=5 150 N。(2)因?yàn)檐囎觿蛩僦本€行駛,所以水平方向上受到的牽引 力和阻力是一對(duì)平衡力,大小相等,阻力主要為地面對(duì)車的摩 擦力,而摩擦力是重力的0.1倍,則發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F=f=0.1G= 0.1×5 150 N=515 N。

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